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UTS Namespace

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Informações Básicas

Um namespace UTS (UNIX Time-Sharing System) é um recurso do kernel Linux que fornece isolamento de dois identificadores do sistema: o nome do host e o domínio NIS (Network Information Service). Esse isolamento permite que cada namespace UTS tenha seu próprio nome de host independente e domínio NIS, o que é particularmente útil em cenários de containerização onde cada contêiner deve parecer como um sistema separado com seu próprio nome de host.

Como funciona:

  1. Quando um novo namespace UTS é criado, ele começa com uma cópia do nome do host e do domínio NIS do namespace pai. Isso significa que, na criação, o novo namespace compartilha os mesmos identificadores que seu pai. No entanto, quaisquer alterações subsequentes no nome do host ou no domínio NIS dentro do namespace não afetarão outros namespaces.

  2. Processos dentro de um namespace UTS podem alterar o nome do host e o domínio NIS usando as chamadas de sistema sethostname() e setdomainname(), respectivamente. Essas alterações são locais ao namespace e não afetam outros namespaces ou o sistema hospedeiro.

  3. Processos podem se mover entre namespaces usando a chamada de sistema setns() ou criar novos namespaces usando as chamadas de sistema unshare() ou clone() com a flag CLONE_NEWUTS. Quando um processo se move para um novo namespace ou cria um, ele começará a usar o nome do host e o domínio NIS associados a esse namespace.

Laboratório:

Criar diferentes Namespaces

CLI

sudo unshare -u [--mount-proc] /bin/bash

Ao montar uma nova instância do sistema de arquivos /proc usando o parâmetro --mount-proc, você garante que o novo namespace de montagem tenha uma visão precisa e isolada das informações de processo específicas daquele namespace.

Erro: bash: fork: Não é possível alocar memória

Quando o unshare é executado sem a opção -f, um erro é encontrado devido à forma como o Linux lida com os novos namespaces de PID (Process ID). Os detalhes-chave e a solução são descritos abaixo:

  1. Explicação do Problema:

  • O kernel do Linux permite que um processo crie novos namespaces usando a chamada de sistema unshare. No entanto, o processo que inicia a criação de um novo namespace de PID (chamado de processo "unshare") não entra no novo namespace; apenas seus processos filhos o fazem.

  • Executar %unshare -p /bin/bash% inicia /bin/bash no mesmo processo que unshare. Consequentemente, /bin/bash e seus processos filhos estão no namespace de PID original.

  • O primeiro processo filho do /bin/bash no novo namespace se torna o PID 1. Quando esse processo sai, ele aciona a limpeza do namespace se não houver outros processos, pois o PID 1 tem o papel especial de adotar processos órfãos. O kernel do Linux então desabilitará a alocação de PID nesse namespace.

  1. Consequência:

  • A saída do PID 1 em um novo namespace leva à limpeza da flag PIDNS_HASH_ADDING. Isso resulta na função alloc_pid falhando ao alocar um novo PID ao criar um novo processo, produzindo o erro "Cannot allocate memory".

  1. Solução:

  • O problema pode ser resolvido usando a opção -f com o unshare. Essa opção faz com que o unshare bifurque um novo processo após criar o novo namespace de PID.

  • Executar %unshare -fp /bin/bash% garante que o comando unshare em si se torne o PID 1 no novo namespace. /bin/bash e seus processos filhos são então seguramente contidos dentro desse novo namespace, evitando a saída prematura do PID 1 e permitindo a alocação normal de PID.

Ao garantir que o unshare seja executado com a flag -f, o novo namespace de PID é mantido corretamente, permitindo que /bin/bash e seus sub-processos operem sem encontrar o erro de alocação de memória.

Docker

docker run -ti --name ubuntu1 -v /usr:/ubuntu1 ubuntu bash

Verifique em qual namespace está o seu processo

ls -l /proc/self/ns/uts
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Apr  4 20:49 /proc/self/ns/uts -> 'uts:[4026531838]'

Encontrar todos os namespaces UTS

sudo find /proc -maxdepth 3 -type l -name uts -exec readlink {} \; 2>/dev/null | sort -u
# Find the processes with an specific namespace
sudo find /proc -maxdepth 3 -type l -name uts -exec ls -l  {} \; 2>/dev/null | grep <ns-number>

Entrar dentro de um namespace UTS

nsenter -u TARGET_PID --pid /bin/bash

Também, você só pode entrar em outro namespace de processo se for root. E você não pode entrar em outro namespace sem um descritor apontando para ele (como /proc/self/ns/uts).

Alterar o nome do host

unshare -u /bin/bash
hostname newhostname # Hostname won't be changed inside the host UTS ns

Referências

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